DE1228271B - Verfahren zur Herstellung von in 4-Stellung disubstituierten Thiacyclohexan-1, 1-dioxiden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C07d

Deutsche Kl.: 12 q - 26

Nummer: 1228 271

Aktenzeichen: F37129IVb/12q

Anmeldetag: 22. Juni 1962

Auslegetag: 10. November 1966

Es ist bekannt, 1,5-Dihalogenpentan mit Alkalisujfid zu Thiacyclohexan zu cyclisieren und dieses z. B. mit Wasserstoffperoxyd zu Thiacyclohexan-1,1-dioxid zu oxydieren. Ein anderer Weg in die Thiacyclohexan-Reihe beruht auf der Cyclisierung von ^,(e'-Dicarbäthoxy-diäthylsulfid zu Thiacyclohexanon-3-carbonsäureester, nachfolgender Verseifung und Decarboxylierung zum Thiacyclohexanon-4, Oxydation zum Thiacyclohexan-4-on-l,l-dioxid und Reduktion zum Thiacyclohexan-l.l-dioxid. Beide Wege sind für die Herstellung von 4,4-disubstituierten Thiacyclohexan-l.l-dioxiden wenig geeignet. Im ersten Fall müßten die Substituenten in dem 1,5-Dihalogenpentan bereits in 3-Stellung vorhanden sein, im zweiten Fall sind sie in der Thiacyclohexan^-on-l.l-dioxid-Stufe nachträglich einzuführen. Ferner ist bekannt, daß primäre Amine mit Divinylsulfon unter Ringschluß N-substituierte Thiazan-S-dioxide zu bilden vermögen.

Es wurde nun gefunden, daß man unmittelbar zu in 4-Stellung substituierten Thiacyclohexan-l.l-dioxiden gelangt, wenn man Divinylsulfon mit einer Methylenverbindung der allgemeinen Formel

Ri-CH₂-R²,

in der R¹ den NC- oder O₂N-ReSt und R² einen C₁-C₄-AIkYl-, NC-, R'OOC-, (R' = C₁-C₄-AIkVl-) oder einen gegebenenfalls durch ein Chloratom, eine Methyl-, Nitro- oder Methoxygruppe substituierten Phenylrest bedeutet, in einem nicht wäßrigen Lösungsmittel in Gegenwart von 0,1 bis 20 Molprozent einer Base als Kondensationsmittel, bezogen auf molare Verfahren zur Herstellung von in 4-Stellung
disubstituierten Thiacyclohexan-l,l-dioxiden

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr. Otto Scherer, Bad Soden (Taunus);

Dr. Friedhelm Kluge, Frankfurt/M.-Höchst - -

Mengen der Reaktionsteilnehmer, reagieren läßt, obwohl bisher noch nicht bekanntgeworden ist, daß Vmylsulfonverbindungen als Akzeptoren bei Micheal-Additionen reagieren. So sind z. B. in der ausführlichen Zusammenfassung in »Organic Reactions«, Bd. X, Kapitel 3, Reaktionen des Divinylsulfons mit CH-aciden Verbindungen nicht erwähnt. Darüber hinaus war das Gelingen der erfindungsgemäßen Umsetzung auch deshalb nicht zu erwarten, weil aus Journal of the Chemical Society, 1947, S. 1514, bekannt war, daß sich Divinylsulfon mit aliphatischen Nitroverbindungen, die eine CH₂-Gruppe in Nachbarschaft zur NO₂-Gruppe enthalten, nicht zu Thiacyclohexan-l,l-dioxiden umsetzen lassen.

Der Reaktionsverlauf sei am Beispiel der Umsetzung von Divinylsulfon mit Malonsäuredinitril im nachstehenden Schema veranschaulicht:

CH = CH₂

O₈S

H₂C

CH = CH₂

CN '

O₂S

CN

Als Umsetzungspartner für Divinylsulfon kommen neben Malonsäuredinitril Cyanessigsäureester, z. B. solche, die sich von niedrigmolekularen aliphatischen Alkoholen oder Benzylalkohol ableiten, Benzylcyanide, die gegebenenfalls z. B. durch ein Chloratom, eine Methyl-, Methoxy- oder Nitrogruppe substituiert sind, und Nitroalkane wie Nitromethan, Nitroäthan oder Nitropropan in Betracht. Im einzelnen seien beispielsweise noch folgende Ausgangsstoffe erwähnt: Cyanessigsäuremethylester, Cyanessigsäureäthylester, Cyanessigsäurepropylester, Cyanessigsäurebutylester, Benzylcyanid, o- und p-Nitrobenzylcyanid, o-, m- und p-Chlorbenzylcyanid, 0-, m- und p-Methylbenzylcyanid, o-, m- und p-Methoxybenzylcyanid genannt. Als basische Katalysatoren eignen sich Alkalialkoholate, wie Kaliummethylat, Natriumäthylat, Kalium-tert.-butylat, Alkaliamide, z. B. Natrium- und Kaliumamid, tertiäre organische Basen, wie Triäthylamin, Methylpiperidin, Methylmorpholin und Endoäthylenpiperazin, quartäre Stickstoffbasen, ζ. B. Tetraalkyl- und Trialkal-aryl-ammoniumhydroxide. Die Katalysatormenge liegt im allgemeinen zwischen 0,1 und 20 Molprozent, vorzugsweise zwischen 1 und 10 Molprozent.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verfährt man zweckmäßig in der Weise, daß man die Reaktionskomponenten und den Katalysator in einem nicht wäßrigen Lösungsmittel auf-

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einander einwirken läßt. Als Lösungsmittel werden vorzugsweise niedrigmolekuläre Alkohole',· auch Kohlenwasserstoffe, wie Benzol oder Dimethylformamid, verwendet. In manchen Fällen ist es besonders vorteilhaft, die Reaktion z. B. in der Weise ablaufen zu lassen, daß man eine stark verdünnte Lösung' des Katalysators vorlegt und Divinylsulfon und die CH-acide Verbindung getrennt oder gemeinsam, gegebenenfalls ebenfalls gelöst, unter Rühren langsam zutropfen läßt.- Man' kann aber auch so vorgehen, daß man zunächst die CH-acide Verbindung mittels Alkoholaten oder Amiden in die entsprechenden Alkaliverbindungen überführt und diese dann mit Divinylsulfon zur Umsetzung bringt. Im allgemeinen bietet die letztgenannte Arbeitsweise jedoch keine besonderen Vorteile.

Die Reaktionstemperatur liegt zwischen —20 und +100⁰C, insbesondere zwischen +20 und +80°C. Die Reaktionstemperatur ist natürlich mitbestimmt durch die Eigenschaften der Reaktionsteilnehmer und des verwendeten Lösungsmittels. Sofern man unter Druck arbeitet, kann man in vielen FäUen.auch höhere Temperaturen anwenden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglichen Thiacyclohexan-l,l-dioxide sind Zwischenprodukte für Pharmazeutika und Pflanzenschutzmittel.

Beispiel 1

Zu einer Lösung von 0,2 g Natrium in 200 ecm Äthanol wird innerhalb von 30 Minuten unter Kühlung ein Gemisch aus 24 g Divinylsulfon und 23 g Cyanessigsäureäthylester bei 20 bis 30° C zugetropft. Der gebildete Niederschlag wird nach Zugabe von 0,4 ecm Eisessig abgesaugt. Durch Extrahieren mit Benzol erhält man 25 g 4-Cyan-4-carbäthoxy-thiacyclohexan-l,l-dioxid vom F. 96 ⁰C.

Beispiel 2

In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise werden 24 g Divinylsulfon mit 13,2 g Malonsäuredinitril bei —10° C umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 21 g 4-Cyan-4-carbrminoäthoxy-thiacyclohexan-l,l-dioxid vom F. 124° C. .

Beispiel 3

In 3 1 Benzol werden 12 g einer 35%ig^en methanolischen Lösung von Trimethyl-benzyl-ammoniumhydroxyd gegeben. Dann wird innerhalb von 8 Stunden bei 70° C eine Lösung von 24 g Divinylsulfon und 13,2 g Malonsäuredinitril in 500 ecm Benzol unter Rühren zugetropft. Es wird 2 Stunden nachgerührt und über Nacht abgekühlt. Aus der Reaktionslösung kristallisieren über Nacht 26 g einer Substanz aus, aus der nach Umkristallisieren aus o-Dichlorbenzol 17 g Thiacyclohexan -1,1 - dioxid - 4,4 - dinitril vom F. 233 bis 235°C erhalten werden.

Beispiel 4

In 51 Benzol werden 20 g einer 35 %ig^en methanolischen Lösung von Trimethyl-benzyl-ammoniumhydroxyd gegeben. Dann wird unter Rühren bei 60 bis 70° C innerhalb von 80 Stunden eine Lösung von 24 g Divinylsulfon und 24 g Benzylcyanid eingetropft. Nach dem Erkalten wird von 10 g Festsubstanz abgesaugt, die Benzollösung mit verdünnter Salzsäure ausgeschüttelt und eingedampft. Aus dem Rückstand erhält man durch Destillation unter 0,2 Torr eine bei 190 bis 205° C übergehende Fraktion von 15 g, die nach Umkristallisieren aus Methanol 5' 14 g 4-Phenyl-4-cyan-thiacyciohexan-l,i-dioxid vom F. 145 bis 147°C ergeben.

Beispiel 5

ίο In eine Lösung von 0,2 g Natrium in 100 ecm Äthanol werden 16 g p-Nitrobenzylcyanid gegeben. Dann werden in die tiefrotgefärbte Flüssigkeit innerhalb von 10 Minuten 12 g Divinylsulfon eingetropft, wobei die Temperatur von 20° C auf etwa 55° C ansteigt. Man erhitzt 2 Stunden unter Rückfluß, gibt 0,4 ecm Eisessig hinzu und erhält beim Abkühlen 23,5 g einer dunkelgefärbten, kristallinen Substanz, die man durch Umkristallisieren aus Äthanol unter Zusatz von Kohle reinigt. Das erhaltene 4-p-Nitrophenyl-4-cyan-thiacyclohexan-l,l-dioxid schmilzt bei 184° C.

Beispiel 6

Setzt man 30 g m-Methoxybenzylcyanid mit 24 g Divinylsulfon in der im Beispiel 4 beschriebenen Weise um, so erhält man 13 g 4-m-Methoxyphenyl-4-cyan-thiacyclohexan-l,l-dioxid vom F. 166° C.

Beispiel 7
30

In 41 Benzol werden 15 g einer 35 %ig^en methanolischen Lösung von Trimethyl-benzyl-ammoniumhydroxyd gegeben. Innerhalb von 20 Stunden werden 30 g Nitroäthan und 48 g Divinylsulfon, gelöst in 500 ecm Benzol, bei 75° C unter Rühren zugetropft. Man saugt nach dem Erkalten von etwas Festsubstanz ab, engt das Filtrat auf 0,51 ein und isoliert durch Zugabe von Cyclohexan 35 g kristallines 4-Methyl-4-nitrothiacyclohexan-l,l-dioxid vom F. 156 bis 158° C.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von in 4-Stellung disubstituierten Thiacyclohexan-ljl-dioxiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Divinylsulfon mit einer Methylenverbindung der allgemeinen Formel

Ri-CH₂-R²,

in der R¹ den NC- oder O₂N-Rest und R² einen Q-Q-Alkyl-, NC-, R'OCC-, (R' = Q-Q-Alkyl-) oder einen gegebenenfalls durch ein Chloratom, eine Methyl-, Nitro- oder Methoxygruppe substituierten Phenylrest bedeutet, in einem nicht wäßrigen Lösungsmittel in Gegenwart von 0,1 bis 20 Molprozent einer Base als Kondensationsmittel, bezogen auf molare Mengen der Reaktions- teilnehmer, reagieren läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation bei einer Temperatur von —20 bis +100⁰C, besonders bei 20 bis 80° C, durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation bei einer Konzentration der Reaktionsteilnehmer von 0,01 bis 2 Mol/Liter Lösungsmittel durchführt.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch einer Menge von 1 bis 10 Molprozent vergekennzeichnet, daß man als Kondensationsmittel wendet.

ein Alkalialkoholat oder eine quaternäre Stickstoff-

base verwendet. In Betracht gezogene Druckschriften:

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 5 »Journal of the Chemical Society«, S. 1514 bis 1517 zeichnet, daß man das Kondensationsmittel in (1947).

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